FR3007856A1 - DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD - Google Patents
DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- FR3007856A1 FR3007856A1 FR1356181A FR1356181A FR3007856A1 FR 3007856 A1 FR3007856 A1 FR 3007856A1 FR 1356181 A FR1356181 A FR 1356181A FR 1356181 A FR1356181 A FR 1356181A FR 3007856 A1 FR3007856 A1 FR 3007856A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- signal
- light source
- voltage
- measurement
- thermopile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 79
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 18
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J1/46—Electric circuits using a capacitor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
L'invention propose un dispositif de traitement d'un signal (6), notamment un signal provenant d'une thermopile (4). Ce dispositif de traitement comprend des moyens d'amplification dudit signal, des moyens de filtrage (9) de type filtre passe haut (9) et une unité de commande et de gestion (7), et des moyens d'ajustement de la tension en aval des moyens de filtrage pour obtenir en sortie des moyens de filtrage une valeur comprise dans une gamme de tension de référence déterminée. L'invention concerne également un procédé de traitement d'un signal provenant d'une thermopile.The invention proposes a device for processing a signal (6), in particular a signal coming from a thermopile (4). This processing device comprises means for amplifying said signal, filtering means (9) of the high-pass filter type (9) and a control and management unit (7), and means for adjusting the voltage in downstream of the filtering means to obtain at the output of the filtering means a value within a determined reference voltage range. The invention also relates to a method for processing a signal from a thermopile.
Description
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de traitement d'un signal, notamment un signal provenant d'une thermopile. La présente invention peut trouver son application par exemple, mais pas exclusivement, dans un système de mesure de la qualité d'un carburant. Un tel système 5 permet d'identifier la composition d'un carburant dans un véhicule automobile tel que à titre d'exemple du sans plomb 95 ou du sans plomb 95 E10. Ainsi en fonction du carburant stocké dans le réservoir, il devient possible de régler divers paramètres du moteur afin d'optimiser le fonctionnement de ce dernier. Les réglages de ces divers paramètres ont pour but d'améliorer le fonctionnement du moteur en fonction du carburant 10 permettant ainsi de maîtriser la pollution émise par celui-ci. La mesure de la qualité d'un fluide, notamment d'un carburant stocké dans le réservoir d'un véhicule automobile, permet entre autres d'optimiser les paramètres de combustion du moteur afin d'en améliorer son rendement et maîtriser ainsi les rejets et/ou résidus polluants de ladite combustion. L'arrivée des biocarburants tels que par exemple 15 le sans plomb 95 E10 en lieu et place du sans plomb 95 et leur démocratisation nécessite pour les véhicules capables d'accepter de tels carburants des systèmes permettant en fonction du carburant stocké dans le réservoir de modifier certains réglages du moteur comme par exemple l'injection afin d'en optimiser son fonctionnement. De plus, des remplissages à des fréquences plus ou moins régulières du réservoir avec des carburants 20 de compositions diverses rendent le mélange dans ledit réservoir évolutif nécessitant des dispositifs de caractérisation du carburant. Des dispositifs de mesure et de traitement de la qualité des fluides et plus spécialement des carburants stockés dans les réservoirs de véhicules automobiles existent et sont connus de l'homme du métier, comme par exemple des systèmes utilisant 25 les propriétés optiques d'un fluide soumis à un faisceau lumineux. En référence à la figure 1 qui illustre un tel dispositif de détermination 1, 6 de la qualité d'un carburant, on a représenté une source de lumière 3 sous la forme d'une lampe à incandescence émettant un faisceau lumineux dans les infrarouges placée d'un coté d'une canalisation 2. La canalisation 2 peut être à titre d'exemple une durite à 30 tressage polyester ou tout autre type de durite capable de guider un fluide tel qu'un carburant provenant d'un réservoir et se dirigeant vers un moteur thermique. De plus, la canalisation 2 doit être transparente au faisceau lumineux, c'est-à-dire que sa composition permet le passage du faisceau lumineux provenant de l'émetteur vers sa cible, ou bien ladite canalisation 2 doit posséder une fenêtre transparente permettant le passage dudit 35 faisceau lumineux.The present invention relates to a device and a method for processing a signal, in particular a signal from a thermopile. The present invention may find application, for example, but not exclusively, in a system for measuring the quality of a fuel. Such a system 5 makes it possible to identify the composition of a fuel in a motor vehicle such as, for example, unleaded 95 or unleaded 95 E10. Thus, depending on the fuel stored in the tank, it becomes possible to adjust various engine parameters to optimize the operation of the latter. The adjustments of these various parameters are intended to improve the operation of the engine according to the fuel 10 thus controlling the pollution emitted by it. The measurement of the quality of a fluid, in particular a fuel stored in the tank of a motor vehicle, makes it possible, among other things, to optimize the combustion parameters of the engine in order to improve its efficiency and thus to control the discharges and or pollutant residues of said combustion. The arrival of biofuels such as unleaded 95 E10 instead of unleaded 95 and their democratization requires for vehicles capable of accepting such fuels systems allowing depending on the fuel stored in the tank to change. certain engine settings such as injection to optimize its operation. In addition, fills at more or less regular frequencies of the fuel tank with fuels of various compositions make the mixture in said evolving tank requiring fuel characterization devices. Devices for measuring and treating the quality of the fluids, and more particularly the fuels stored in the tanks of motor vehicles, exist and are known to those skilled in the art, such as, for example, systems using the optical properties of a submissive fluid. to a light beam. With reference to FIG. 1, which illustrates such a device for determining the quality of a fuel 1, 6, a light source 3 has been represented in the form of an incandescent lamp emitting a light beam in the infrared placed in a light source. One side of a pipe 2. Line 2 may be, for example, a polyester braided hose or any other type of hose capable of guiding a fluid such as a fuel from a tank and heading towards a heat engine. In addition, the pipe 2 must be transparent to the light beam, that is to say that its composition allows the passage of the light beam from the transmitter to its target, or said pipe 2 must have a transparent window allowing the passing said light beam.
Le carburant traversé par le faisceau lumineux absorbe en fonction de sa composition tout ou une partie de l'énergie émise par la source de lumière 3. Une thermopile 4 placée à l'opposée de la source de lumière 3 par rapport à la canalisation 2 comporte un point chaud, un point froid et deux bornes électriques et permet de retranscrire une variation de température au niveau du point chaud en un signal électrique. La composition du fluide traversé par le faisceau lumineux ainsi que la température ambiante sont les deux paramètres principaux qui peuvent modifier le signal électrique aux bornes de la thermopile 4. En amont de la thermopile 4 un filtre optique 5 permet en fonction d'une stratégie déterminée de sélectionner des longueurs d'ondes afin de soumettre la thermopile 4 seulement aux longueurs d'ondes sélectionnées. Le signal provenant de la thermopile 4 est un signal de très faible amplitude, de l'ordre de la centaine de microvolts par exemple. Cette faible amplitude du signal en sortie de la thermopile 4 favorise l'apparition de bruits électriques rendant le rapport signal sur bruit peu avantageux.The fuel traversed by the light beam absorbs, depending on its composition, all or part of the energy emitted by the light source 3. A thermopile 4 placed opposite the light source 3 with respect to the pipe 2 comprises a hot spot, a cold spot and two electrical terminals and retranscribes a temperature variation at the hot spot into an electrical signal. The composition of the fluid traversed by the light beam as well as the ambient temperature are the two main parameters that can modify the electrical signal at the terminals of the thermopile 4. Upstream of the thermopile 4, an optical filter 5 makes it possible, depending on a determined strategy. selecting wavelengths to subject thermopile 4 only at selected wavelengths. The signal from the thermopile 4 is a signal of very low amplitude, of the order of one hundred microvolts, for example. This low amplitude of the signal at the output of the thermopile 4 promotes the appearance of electrical noise making the signal to noise ratio unattractive.
Il est connu de l'art antérieur qu'un filtre de type filtre passe haut 14 soit placé en amont d'un amplificateur de signal 16 de type Amplificateur Opérationnel ou de tout autre montage ou système électronique permettant d'amplifier fortement le signal électrique de la thermopile 4. Le coefficient d'amplification est par exemple de l'ordre de 5000. Le filtre passe haut 14 comporte une capacité Cl et une résistance R1 polarisée sur une alimentation positive et est caractérisé par sa fréquence de coupure. Une unité de gestion et de calcul, comme par exemple un microcontrôleur 7, est placée en aval de l'amplificateur de signal 16. Une entrée 71 du microcontrôleur 7 comporte par exemple un convertisseur analogique/numérique 13 qui permet la conversion d'un signal analogique nommé S_Out provenant d'une sortie de l'amplificateur de signal 16 en un signal numérique compatible avec le microcontrôleur 7. Etant donnée la sensibilité du signal électrique S_Out issu de la thermopile 4 avec la température ambiante, il est connu de l'art antérieur, de faire clignoter la source de lumière 3, c'est-à-dire la lampe à incandescence et de mesurer la variation de tension aux bornes de la thermopile 4 entre la tension lorsque la source de lumière 3 est éteinte et la tension lorsque la source de lumière 3 est allumée. En effet, les variations tension aux bornes de la source de lumière 3 dues aux variations de température ambiante étant relativement lentes, plus lentes que le temps de cycle d'extinction et d'allumage de la source de lumière 3, elles n'impactent plus le signal électrique (c'est-à-dire la tension électrique aux bornes de la thermopile 4) de façon notable.It is known from the prior art that a high-pass filter type filter 14 is placed upstream of a signal amplifier 16 of the Operational Amplifier type or of any other assembly or electronic system making it possible to strongly amplify the electrical signal of the thermopile 4. The amplification coefficient is for example of the order of 5000. The high pass filter 14 has a capacitance C1 and a resistor R1 polarized on a positive power supply and is characterized by its cutoff frequency. A management and calculation unit, such as for example a microcontroller 7, is placed downstream of the signal amplifier 16. An input 71 of the microcontroller 7 comprises, for example, an analog / digital converter 13 which allows the conversion of a signal analogue called S_Out from an output of the signal amplifier 16 into a digital signal compatible with the microcontroller 7. Given the sensitivity of the electrical signal S_Out from the thermopile 4 with the ambient temperature, it is known in the art prior, to blink the light source 3, that is to say the incandescent lamp and measure the voltage variation across the thermopile 4 between the voltage when the light source 3 is off and the voltage when the light source 3 is on. Indeed, the voltage variations at the terminals of the light source 3 due to ambient temperature variations being relatively slow, slower than the extinction and ignition cycle time of the light source 3, they do not impact any more. the electrical signal (that is to say the electrical voltage across the thermopile 4) noticeably.
Par exemple, il est connu d'allumer la source de lumière 3 pendant 200 ms, de mesurer la tension aux bornes de la thermopile 4, puis d'éteindre la source de lumière 3 pendant à peu près 800 ms à 1 s, de remesurer la tension aux bornes de la thermopile 4, puis de réaliser le calcul de la variation de tension aux bornes de la thermopile 4 entre l'état allumé et l'état éteint de la source de lumière 3, ce qui dure entre 100 et 200 ms. Ce cycle d'extinction, d'allumage et de mesure dure à peu près 1,3 s par mesure c'est-à-dire par point du spectre et est répété pour chaque point du spectre (chaque point correspondant à une longueur d'onde). En effet, le temps d'allumage et le temps d'extinction d'une lampe à incandescence sont relativement longs. Or, un spectre peut nécessiter jusqu'à 76 points de mesure, ce qui signifie qu'il faut 1,5 min pour caractériser un fluide passant dans la durite. Cette durée est beaucoup trop longue. En effet, la composition du fluide passant dans la durite peut 10 évoluer pendant cette durée de mesure de 1,5 min. L'invention propose un dispositif et procédé de traitement du signal permettant de réduire de façon considérable la durée de mesure d'un spectre d'un fluide circulant dans une durite. La présente invention a pour buts d'augmenter les performances et de 15 diminuer les temps de caractérisation. A cet effet, l'invention propose un dispositif de traitement d'un signal, notamment un signal provenant d'une thermopile, comprenant des moyens d'amplification dudit signal, des moyens de filtrage de type filtre passe haut et une unité de commande et de gestion. Selon l'invention un tel dispositif comporte en outre des moyens d'ajustement de la tension en aval des moyens de filtrage pour obtenir en 20 sortie des moyens de filtrage une valeur comprise dans une gamme de tension déterminée. Avantageusement, le dispositif d'amplification inclut au moins deux étages amplificateurs permettant d'obtenir un fort coefficient d'amplification. Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens de filtrage de type passe haut sont situés en aval 25 d'un premier étage d'amplification et en amont d'un second étage d'amplification et les moyens d'ajustement de la tension sont situés entre les deux étages amplificateurs Les moyens de filtrage de type passe haut peuvent par exemple comporter un condensateur. Les moyens d'ajustement peuvent comporter par exemple d'une part des 30 moyens permettant d'augmenter la tension en aval des moyens de filtrage et d'autre part des moyens permettant d'abaisser la tension en aval des moyens de filtrage. Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens permettant d'augmenter la tension en aval des moyens de filtrage comprennent par exemple une sortie de commande de l'unité de commande et de gestion et un circuit présentant au moins une résistance en série avec 35 une diode, ladite diode étant passante lorsque la sortie de commande est dans un état haut, et/ou les moyens permettant d'abaisser la tension en aval des moyens de filtrage comprennent une sortie de commande de l'unité de commande et de gestion et un circuit présentant au moins une résistance en série avec une diode, ladite diode étant passante lorsque la sortie de commande est dans un état bas. Dans un second aspect, l'invention se rapporte à un procédé de traitement d'un signal provenant d'une mesure effectuée par une thermopile recevant un faisceau 5 émis d'une source de lumière à travers une canalisation ou une fenêtre permettant la propagation du faisceau lumineux à travers de ladite canalisation, des moyens de filtrage optique placés en amont de ladite thermopile permettant la sélection d'une longueur d'onde du faisceau lumineux en fonction d'une stratégie adaptée, des moyens d'amplification et de filtrage de type filtre passe haut amplifiant et filtrant le signal avant 10 injection dans une unité de gestion et de traitement, comportant une étape de traitement du signal amplifié et filtré. Selon l'invention, le procédé comporte en outre une étape d'ajustement de la tension en aval des moyens de filtrage pour obtenir en sortie des moyens de filtrage une valeur comprise dans une gamme de tension déterminée. De plus, les modes de réalisation du dispositif et du procédé permettent de 15 commander la tension en aval du filtre passe haut afin d'optimiser entre autres la plage d'amplification du dispositif et de prendre en considération la variation de la température ambiante. Pour s'affranchir de l'influence de la température ambiante sur les mesures, les techniques de l'art antérieur effectuent des trains de mesures, courts et rapides. Ceux- 20 ci sont généralement constitués d'une première mesure avec la source de lumière éteinte, puis d'une mesure avec la source de lumière allumée et enfin une dernière mesure avec la source de lumière éteinte. Cette technique est très coûteuse en temps d'exécution car le temps nécessaire à l'allumage de la source de lumière est long de même que son temps d'extinction. De plus la répétition de ces phases engendre un vieillissement 25 prématuré de la source de lumière du faisceau lumineux. Afin de diminuer les temps de caractérisation et d'optimiser le fonctionnement du dispositif il est proposé un procédé effectuant au moins deux mesures avec la source de lumière allumée, encadrées par deux mesures de référence avec la source de lumière éteinte. 30 Selon un autre mode de réalisation de l'invention permettant également une diminution des temps de caractérisations, le procédé prévoit au moins une mesure de référence avec la source de lumière éteinte suivie d'au moins un paquet de mesures ayant une mesure de calibrage avec la source de lumière allumée à une longueur d'onde déterminée sélectionnée par le filtre optique suivi d'au moins trois mesures avec la source 35 de lumière allumée, ledit paquet de mesures étant répété plusieurs fois.For example, it is known to turn on the light source 3 for 200 ms, to measure the voltage across the terminals of the thermopile 4, then to turn off the light source 3 for about 800 ms to 1 s, to remeasure the voltage at the terminals of the thermopile 4, then to perform the calculation of the voltage variation across the thermopile 4 between the on state and the off state of the light source 3, which lasts between 100 and 200 ms . This extinction, ignition and measurement cycle lasts approximately 1.3 s per measurement, ie per point of the spectrum, and is repeated for each point of the spectrum (each point corresponding to a length of wave). Indeed, the ignition time and the extinction time of an incandescent lamp are relatively long. However, a spectrum may require up to 76 measurement points, which means that it takes 1.5 minutes to characterize a fluid passing through the hose. This duration is much too long. Indeed, the composition of the fluid passing through the hose can change during this measurement time of 1.5 min. The invention provides a signal processing device and method for considerably reducing the measurement time of a spectrum of a fluid flowing in a hose. The object of the present invention is to increase the performance and to reduce the characterization times. For this purpose, the invention proposes a device for processing a signal, in particular a signal coming from a thermopile, comprising means for amplifying said signal, filtering means of the high-pass filter type and a control unit and Management. According to the invention, such a device further comprises means for adjusting the voltage downstream of the filtering means in order to obtain at the output of the filtering means a value within a determined voltage range. Advantageously, the amplification device includes at least two amplifier stages making it possible to obtain a high amplification coefficient. In an advantageous embodiment, the high pass type filtering means are located downstream of a first amplification stage and upstream of a second amplification stage and the voltage adjustment means are located between the two amplifier stages The high pass type filtering means may for example comprise a capacitor. The adjustment means may comprise, for example, on the one hand means for increasing the voltage downstream of the filtering means and, on the other hand, means making it possible to lower the voltage downstream of the filtering means. In one embodiment of the invention, the means for increasing the voltage downstream of the filtering means comprise, for example, a control output of the control and management unit and a circuit having at least one series resistor. with a diode, said diode being conducting when the control output is in a high state, and / or the means for lowering the voltage downstream of the filtering means comprise a control output of the control unit and management and a circuit having at least one resistance in series with a diode, said diode being conducting when the control output is in a low state. In a second aspect, the invention relates to a method for processing a signal from a measurement made by a thermopile receiving a beam emitted from a light source through a pipe or a window allowing the propagation of the light. light beam through said pipe, optical filtering means placed upstream of said thermopile for selecting a wavelength of the light beam according to a suitable strategy, amplification means and filtering type high pass filter amplifying and filtering the signal before injection into a management and processing unit, comprising a step of processing the amplified and filtered signal. According to the invention, the method further comprises a step of adjusting the voltage downstream of the filtering means to obtain at the output of the filtering means a value within a determined voltage range. In addition, the embodiments of the device and the method make it possible to control the voltage downstream of the high pass filter in order, among other things, to optimize the amplification range of the device and to take into account the variation of the ambient temperature. To overcome the influence of the ambient temperature on the measurements, the techniques of the prior art perform measurement trains, short and fast. These usually consist of a first measurement with the light source turned off, then a measurement with the light source turned on and finally a last measurement with the light source turned off. This technique is very expensive in execution time because the time required for lighting the light source is long as well as its extinction time. In addition, the repetition of these phases causes premature aging of the light source of the light beam. In order to reduce the characterization times and to optimize the operation of the device, there is provided a method performing at least two measurements with the light source on, framed by two reference measurements with the light source extinguished. According to another embodiment of the invention also allowing a reduction of the characterization times, the method provides at least one reference measurement with the extinguished light source followed by at least one measurement packet having a calibration measurement with the light source turned on at a determined wavelength selected by the optical filter followed by at least three measurements with the light source turned on, said measurement packet being repeated several times.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un exemple de dispositif de l'art antérieur ; la figure 2 est un schéma fonctionnel du dispositif de l'invention ; la figure 3 est un exemple de train de mesure permettant de caractériser un fluide tel qu'un carburant par exemple ; la figure 4 représente un exemple de variation de signal filtré et amplifié ; et la figure 5 représente un train de mesures permettant de caractériser un fluide. Dans la suite de la description les éléments similaires à ceux représentés sur la figure 1 porteront les mêmes références que sur cette figure 1.Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read in conjunction with the accompanying drawings in which: Figure 1 is a block diagram of an exemplary device of the prior art; Figure 2 is a block diagram of the device of the invention; FIG. 3 is an example of a measurement train making it possible to characterize a fluid such as a fuel for example; FIG. 4 represents an example of filtered and amplified signal variation; and Figure 5 shows a train of measures for characterizing a fluid. In the rest of the description, elements similar to those shown in FIG. 1 will bear the same references as in this FIG.
La figure 2 illustre un dispositif de traitement 6 d'un signal provenant d'un dispositif de mesure 1 de la qualité d'un fluide. Le dispositif de mesure 1 comprend entre autres un émetteur ou source de lumière 3 capable d'émettre un faisceau lumineux qui traverse une canalisation 2 pour atteindre une cible constituée d'une thermopile 4 et d'un filtre optique 5. La source de lumière 3 peut être une lampe à incandescence. Cette dernière est capable d'émettre un faisceau lumineux dans la gamme de longueur d'onde des infrarouges avec des vitesses de commutations, c'est-à-dire des temps d'allumage et d'extinction, de l'ordre de la seconde. La source de lumière 3 est positionnée sur un coté de la canalisation 2. Cette dernière peut être à titre d'exemple une durite à tressage polyester ou tout autre type de durite capable de guider un fluide tel qu'un carburant d'un réservoir vers un moteur thermique. De plus, la canalisation doit être transparente au faisceau lumineux, c'est-à-dire que sa composition permet le passage du faisceau lumineux provenant de l'émetteur vers sa cible, ou bien ladite canalisation doit posséder une fenêtre permettant le passage dudit faisceau lumineux.FIG. 2 illustrates a device 6 for processing a signal coming from a device 1 for measuring the quality of a fluid. The measuring device 1 comprises inter alia a transmitter or light source 3 capable of emitting a light beam which passes through a pipe 2 to reach a target consisting of a thermopile 4 and an optical filter 5. The light source 3 can be an incandescent lamp. The latter is capable of emitting a light beam in the infrared wavelength range with switching speeds, that is to say times of ignition and extinction, of the order of one second. . The light source 3 is positioned on one side of the pipe 2. The latter may be for example a polyester braided hose or any other type of hose capable of guiding a fluid such as a fuel from a tank to a heat engine. In addition, the pipe must be transparent to the light beam, that is to say that its composition allows the passage of the light beam from the transmitter to its target, or said pipe must have a window for the passage of said beam luminous.
La cible est placée à l'opposé de la source de lumière 3 sur une paroi de la canalisation 2. Les caractéristiques intrinsèques du liquide circulant dans la canalisation 2 modifient le faisceau émis par la source de lumière 3. Après filtrage par le filtre optique 5, le faisceau est transmis à la thermopile 4. La thermopile 4 présente ici un point de référence, dit point froid, un point actif 35 dit point chaud et deux bornes électriques. Lors de l'application d'une source de chaleur ou d'un faisceau lumineux dans les infrarouges sur le point chaud de la thermopile 4 une variation en température apparait entre le point froid et ledit point chaud donnant naissance à une différence de potentiels aux bornes de la thermopile 4. La variation de tension aux bornes de la thermopile 4 est très faible et est de l'ordre de quelque centaines de microvolts (ces valeurs sont bien sûr données à titre 5 d'exemple non limitatif pour illustrer notre description). Un premier étage amplificateur 8 réalisé à l'aide d'un Amplificateur Opérationnel permet une première amplification du signal provenant de la thermopile 4 d'une amplitude très faible de l'ordre de la centaine de microvolts à un signal d'une amplitude de l'ordre du millivolt. Le coefficient d'amplification ainsi nécessaire est par 10 exemple, de l'ordre de 50, dans tous les cas d'une valeur ne saturant pas l'amplificateur opérationnel sur la plage de température ambiante d'utilisation du dispositif de traitement du signal. Une capacité 9 placée en aval du premier étage amplificateur 8 comporte deux broches 91 et 92. La broche 91 est connectée à une sortie 82 du premier étage 15 amplificateur 8 et la broche 92 est quant à elle connectée à un noeud de tension 10 (figure 2). La capacité 9 joue le rôle de filtre passe haut. Le noeud de tension 10 est connecté la broche 92 de la capacité 9 et reçoit également un signal S Reg provenant d'un circuit électronique 12 de régulation. Le noeud de tension 10 permet l'ajustement de la tension en aval du filtre passe haut. Le signal 20 résultant de ce noeud de tension 10 est injecté sur une entrée 111 d'un second étage amplificateur 11. Le second étage amplificateur 11 est par exemple réalisé à l'aide d'un Amplificateur Opérationnel comme illustré sur la Figure 2. Une sortie 112 de l'étage amplificateur 11 génère un signal amplifié nommé S Out et est reliée à une entrée 71 du 25 microcontrôleur 7. Une unité de conversion Analogique/Numérique 13 permet la conversion du signal S Out délivré par le second étage amplificateur 11 en un signal numérique compatible avec le microcontrôleur 7. Une fonction de conversion Analogique/Numérique du signal peut être réalisée en interne au microcontrôleur 7 ou bien par un ou des 30 composants externes avant d'être injecté dans ledit microcontrôleur 7. Sur la figure 2, un convertisseur analogique/numérique 13 est prévu dans le microcontrôleur 7. De plus, le microcontrôleur 7 comprend entre autres deux sorties de commandes 72 et 73 permettant la régulation du noeud de tension 10 à l'aide du circuit électronique 12. 35 Le circuit électronique de régulation 12 comporte sur la figure 2 deux résistances nommées R1 et R2 et deux diodes nommées D1 et D2 connectées en série les unes aux autres. De plus il comporte également deux entrées et une sortie. Ces deux entrées sont reliées aux deux sorties de commandes 72 nommée 0 High et 73 nommée 0 Low du microcontrôleur 7. La sortie du circuit électronique 12 est connectée au noeud de tension 10 et permet la régulation du signal en sortie du filtre passe haut à travers un signal nommé S Reg.The target is placed opposite the light source 3 on a wall of the pipe 2. The intrinsic characteristics of the liquid flowing in the pipe 2 modify the beam emitted by the light source 3. After filtering by the optical filter 5 , the beam is transmitted to the thermopile 4. The thermopile 4 here has a reference point, said cold point, an active point 35 said hot spot and two electrical terminals. When a heat source or an infrared light beam is applied to the hot point of the thermopile 4, a temperature variation appears between the cold point and said hot point giving rise to a potential difference at the terminals. The voltage variation across the thermopile 4 is very small and is of the order of a few hundred microvolts (these values are of course given by way of non-limiting example to illustrate our description). A first amplifier stage 8 realized by means of an operational amplifier allows a first amplification of the signal coming from the thermopile 4 of a very small amplitude of the order of one hundred microvolts to a signal of an amplitude of 1 millivolt order. The amplification coefficient thus required is, for example, of the order of 50, in all cases of a value not saturating the operational amplifier over the ambient temperature range of use of the signal processing device. A capacitor 9 placed downstream of the first amplifier stage 8 has two pins 91 and 92. The pin 91 is connected to an output 82 of the first amplifier stage 8 and the pin 92 is connected to a voltage node 10 (FIG. 2). The capacity 9 acts as a high pass filter. The voltage node 10 is connected to the pin 92 of the capacitor 9 and also receives a signal S Reg coming from an electronic control circuit 12. The voltage node 10 allows the adjustment of the voltage downstream of the high pass filter. The signal 20 resulting from this voltage node 10 is injected on an input 111 of a second amplifier stage 11. The second amplifier stage 11 is for example produced using an operational amplifier as illustrated in FIG. output 112 of the amplifier stage 11 generates an amplified signal named S Out and is connected to an input 71 of the microcontroller 7. An Analog / Digital conversion unit 13 allows the conversion of the signal S Out delivered by the second amplifier stage 11 into a digital signal compatible with the microcontroller 7. An Analog / Digital signal conversion function may be performed internally to the microcontroller 7 or by one or more external components before being injected into said microcontroller 7. In FIG. an analog / digital converter 13 is provided in the microcontroller 7. In addition, the microcontroller 7 comprises inter alia two control outputs 72 and 73 pe. The electronic control circuit 12 comprises in FIG. 2 two resistors named R1 and R2 and two diodes D1 and D2 connected in series with each other. In addition it also has two inputs and an output. These two inputs are connected to the two control outputs 72 named 0 High and 73 named 0 Low of the microcontroller 7. The output of the electronic circuit 12 is connected to the voltage node 10 and allows the regulation of the signal at the output of the high pass filter through a signal named S Reg.
La première sortie 72 du microcontrôleur 7 est reliée à la résistance R2 du circuit électronique 12, elle-même reliée à l'anode de la diode D2. La cathode de la diode D2 est quant à elle reliée au noeud de tension 10. L'autre sortie 73 du microcontrôleur 7 est reliée à la résistance R1 du circuit électronique 12, elle-même reliée à la cathode de la diode D1 et l'anode de la diode D1 est reliée au noeud de tension 10.The first output 72 of the microcontroller 7 is connected to the resistor R2 of the electronic circuit 12, itself connected to the anode of the diode D2. The cathode of the diode D2 is in turn connected to the voltage node 10. The other output 73 of the microcontroller 7 is connected to the resistor R1 of the electronic circuit 12, itself connected to the cathode of the diode D1 and the anode of the diode D1 is connected to the voltage node 10.
Un premier principe de fonctionnement du système pour le traitement du signal provenant de la thermopile 4, après programmation dans le microcontrôleur 7, est illustré à titre d'exemple sur la figure 3. Comme présenté sur la figure 3 un train de mesures permettant de caractériser la qualité d'un fluide circulant dans une canalisation comporte au moins une première mesure avec la source de lumière 3 éteinte nommée D Mes, une phase d'allumage de la source de lumière 3 et au moins deux mesures avec la source de lumière 3 allumée. La durée de la première mesure avec la source de lumière 3 éteinte nommée D_Mes est de 200 ms.A first operating principle of the system for processing the signal from the thermopile 4, after programming in the microcontroller 7, is illustrated by way of example in FIG. 3. As shown in FIG. 3, a set of measurements making it possible to characterize the quality of a fluid flowing in a pipe comprises at least a first measurement with the light source 3 extinguished named D Mes, a lighting phase of the light source 3 and at least two measurements with the light source 3 on . The duration of the first measurement with the light source 3 extinguished named D_Mes is 200 ms.
La mesure de référence avec la source de lumière 3 éteinte fournit un signal représentatif de la variation de la température ambiante à laquelle est soumise la thermopile 4. La tension aux bornes de la thermopile 4 est très faible, de l'ordre de la centaine de microvolts. Le dispositif électronique présenté à la figure 2, et plus spécialement le dispositif électronique 12, permet de prendre en considération la variation de la température ambiante et le décalage de la tension associée et de modifier la tension en aval du filtre passe haut afin de limiter l'influence de la variation de la température sur le train de mesures. Pour ce faire, lors de la première mesure de référence du train de mesure D Mes, d'une durée de 200 ms, la source de lumière 3 est éteinte c'est-à-dire qu'elle ne génère aucun faisceau lumineux et par conséquent aucun faisceau lumineux ne traverse le liquide circulant dans la canalisation 2. Le signal à la sortie de la thermopile 4 d'une valeur de l'ordre de la centaine de microvolts représentatif donc de la température ambiante du liquide circulant dans la canalisation, est transmis au premier étage amplificateur 8. Le coefficient multiplicateur de ce premier étage est par exemple de l'ordre de 50.The reference measurement with the light source 3 extinguishes provides a signal representative of the variation of the ambient temperature to which the thermopile 4 is subjected. The voltage at the terminals of the thermopile 4 is very low, of the order of one hundred or so. microvolts. The electronic device shown in FIG. 2, and more particularly the electronic device 12, makes it possible to take into account the variation of the ambient temperature and the offset of the associated voltage and to modify the voltage downstream of the high-pass filter in order to limit the influence of the variation of the temperature on the measurement train. For this purpose, during the first reference measurement of the measuring train D Mes, with a duration of 200 ms, the light source 3 is extinguished, that is to say that it generates no light beam and by Consequently, no light beam passes through the liquid flowing in the pipe 2. The signal at the outlet of the thermopile 4 with a value of the order of one hundred microvolts representative of the ambient temperature of the liquid flowing in the pipe, is transmitted to the first amplifier stage 8. The multiplier coefficient of this first stage is for example of the order of 50.
La capacité 9 se voit à travers sa broche 91 appliquer une tension, par exemple de l'ordre de 0,005 V. La capacité 9 qui joue le rôle de filtre passe haut aura tendance à laisser passer les variations rapides du signal à ses bornes et aura tendance inversement à bloquer les variations lentes.The capacitance 9 is seen through its pin 91 to apply a voltage, for example of the order of 0.005 V. The capacitor 9 which acts as a high pass filter will tend to let the rapid variations of the signal pass through its terminals and will have tendency inversely to block the slow variations.
Au repos le signal 0 Low provenant du microcontrôleur 7 a une valeur à 1, c'est-à-dire une valeur égale à la valeur de l'alimentation du microcontrôleur 7 comme par exemple 3,3 V. Le second signal de commande O_High provenant du microcontrôleur 7 a quant à lui au repos une valeur égale à 0, c'est-à-dire que celui-ci est connecté à la masse commune ou à l'alimentation négative du microcontrôleur 7.At rest the 0 Low signal from the microcontroller 7 has a value of 1, that is to say a value equal to the value of the supply of the microcontroller 7, for example 3.3 V. The second O_High control signal from the microcontroller 7 has meanwhile at rest a value equal to 0, that is to say that it is connected to the common ground or to the negative supply of the microcontroller 7.
Par conséquent, et d'après la stratégie définie, la valeur au repos du signal S Reg est de 0,005 V. De fait, la valeur de la tension sur le noeud 10 en amont du second étage amplificateur 11 sera identique et aura une valeur de 0,005 V. Ces différentes hypothèses sont bien sûr faites avec une température ambiante fixe et stable tout au long de la mise en équilibre du circuit. Cette hypothèse semble raisonnable compte tenu de la durée de cette opération. Le second étage amplificateur 11 amplifie le signal injecté sur son entrée 111 par exemple d'un coefficient de l'ordre de 100 qui pour notre démonstration donnera une valeur de tension de l'ordre de 0,5 V sur la sortie 112 de l'étage amplificateur 11. Ledit signal nommé S Out est ensuite injecté dans l'unité de conversion analogique/numérique 13. Le graphique de la figure 4 présente un exemple de variation de signal provenant de la thermopile 4 en fonction de la variation de la température ambiante. Une fois le signal amplifié par le premier module d'amplification 8 et filtré par la capacité 9, le noeud de tension 10 subit une variation de potentiel qui est amplifiée par le second étage amplificateur 11. Deux seuils de tensions par exemple 0,4 V pour la valeur de seuil bas et 0,6 V pour la valeur de seuil haut sont fixés par le programme de surveillance de la tension S Out injectée sur l'entrée 71 du microcontrôleur 7. Lorsque la variation du signal S Out est en dehors de cette gamme de référence alors : - si au cours de la mesure de référence la valeur du signal S Out est inférieure à la valeur basse de référence dans le présent exemple numérique (0,4 V) alors la sortie de commande O_High est positionnée à un état haut (égal à 1), rendant la diode D2 passante et permettant ainsi à travers la résistance R2 d'injecter un courant dans la capacité. Ce courant a alors pour effet d'augmenter la tension du noeud de tension 10 jusqu'à ce que la valeur mesurée sur S Out arrive à une valeur moyenne par exemple de 0,5 V. Une fois cette valeur atteinte la sortie de commande 0 High est remise au repos c'est-à-dire à un état bas (égal à 0), comme présenté sur la figure 4, - de même, lorsque le signal S_Out est au-dessus de la valeur seuil de référence, dans le présent exemple numérique 0,6 V, au cours de la mesure de référence, alors la sortie de commande O_Low est positionnée à 0, rendant la diode D1 passante, permettant ainsi à travers la résistance R1 de tirer un courant à partir de la capacité C. Ce courant a alors pour effet de diminuer la tension du noeud 10 jusqu'à ce que la valeur mesurée sur S_Out arrive en dessous de la valeur moyenne, c'est-à-dire dans notre cas 0,5 V. Une fois cette valeur atteinte, la sortie de commande O_Low est reprise au repos, c'est-à-dire à 1, comme présenté sur la figure 4. Une fois la référence de mesure effectuée le microcontrôleur 7 stocke dans un registre interne ou dans un composant externe ladite valeur de référence, c'est-à-dire avec la source de lumière 3 éteinte avec la valeur mesurée stabilisée dans la gamme de tension de référence déterminée, c'est-à-dire entre la valeur du signal S_Out se situe dans une fenêtre de valeur de référence (dans notre exemple entre 0,5 V et 0,6 V). Le procédé d'allumage la source de lumière 3 est alors effectuée, un temps de l'ordre de 200 ms nommé T On est nécessaire pour que le faisceau lumineux soit 20 stabilisé comme présenté sur la figure 3. Au moins deux mesures avec la source de lumière 3 allumée nommées respectivement Wave L 1 et Wave L 2 à deux longueurs d'ondes différentes sélectionnées par le filtre optique 5 suivent l'allumage de la source de lumière 3. La durée d'une phase Wave L X est égale à 250 ms et les deux mesures avec la source de 25 lumière 3 allumée sont réalisées de manière consécutive. Une longueur d'onde déterminée est sélectionnée à l'aide du filtre optique 5 placé en amont de la thermopile 4. La première mesure nommée sur la figure 3 Wave L 1 avec la source de lumière 3 allumée est alors effectuée et a une durée de 250 ms. La thermopile 4 est alors soumise à un faisceau lumineux résiduel filtré 30 provoquant une élévation plus ou moins importante de la température du point chaud de ladite thermopile 4 en fonction de la qualité du fluide à caractériser. Cette élévation de température du point chaud engendre une variation de la tension aux bornes de la thermopile 4. Cette variation de tension est ensuite amplifiée par le premier étage 35 amplificateur 8 puis filtrée par la capacité 9. La variation de tension étant considérée comme rapide par rapport à la variation potentielle de la température ambiante, celle-ci ne subit pas le filtrage du filtre passe haut (capacité 9) et est directement transmise de l'autre coté de la capacité 9. La tension du noeud 10 est alors modifiée et amplifiée par le second étage amplificateur 11. Le signal résultant est ensuite via S Out injecté après conversion dans le microcontrôleur 7. Cette valeur représentative de la variation de tension aux bornes de la thermopile 4 est ensuite traitée selon un procédé adapté. Celui-ci peut soit par exemple stocker un seul point ou bien une moyenne de plusieurs points représentatifs de la variation de la température captée par la thermopile 4 avant de les stocker dans un registre prévu à cet effet ou bien dans un composant pouvant réaliser cette fonction de stockage de données.Therefore, and according to the defined strategy, the idle value of the signal S Reg is 0.005 V. In fact, the value of the voltage on the node 10 upstream of the second amplifier stage 11 will be identical and will have a value of 0.005 V. These different hypotheses are of course made with a fixed and stable ambient temperature throughout the equilibrium of the circuit. This assumption seems reasonable given the duration of this operation. The second amplifier stage 11 amplifies the signal injected on its input 111, for example with a coefficient of the order of 100 which for our demonstration will give a voltage value of the order of 0.5 V on the output 112 of the amplifier 11. This signal called S Out is then injected into the analog / digital conversion unit 13. The graph of FIG. 4 shows an example of signal variation coming from the thermopile 4 as a function of the variation of the ambient temperature. . Once the signal is amplified by the first amplification module 8 and filtered by the capacitor 9, the voltage node 10 undergoes a potential variation which is amplified by the second amplifier stage 11. Two voltage thresholds, for example 0.4 V for the low threshold value and 0.6 V for the high threshold value are set by the monitoring program of the voltage S Out injected on the input 71 of the microcontroller 7. When the variation of the signal S Out is out of this reference range then: - if in the course of the reference measurement the value of the signal S Out is lower than the reference low value in the present numerical example (0.4 V) then the control output O_High is set to one high state (equal to 1), making the diode D2 passing and thus allowing through the resistor R2 to inject a current into the capacitance. This current then has the effect of increasing the voltage of the voltage node 10 until the value measured on S Out reaches an average value, for example 0.5 V. Once this value reaches the control output 0 High is put back to rest, that is to say to a low state (equal to 0), as shown in FIG. 4, likewise when the signal S_Out is above the reference threshold value, in the present digital example 0.6 V, during the reference measurement, then the control output O_Low is set to 0, making the diode D1 passing, thus allowing through the resistor R1 to draw a current from the capacitor C This current then has the effect of reducing the voltage of the node 10 until the value measured on S_Out falls below the average value, that is to say in our case 0.5 V. Once this value reached, the control output O_Low is resumed at rest, that is to say at 1, as shown in FIG. Once the measurement reference is done, the microcontroller 7 stores in an internal register or in an external component said reference value, that is to say with the light source 3 extinguished with the stabilized measured value in the voltage range of determined reference, that is to say between the value of the signal S_Out is in a reference value window (in our example between 0.5 V and 0.6 V). The lighting method 3 of the light source is then performed, a time of the order of 200 ms called T It is necessary for the light beam is stabilized as shown in Figure 3. At least two measurements with the source of light 3 lit respectively named Wave L 1 and Wave L 2 at two different wavelengths selected by the optical filter 5 follow the lighting of the light source 3. The duration of a Wave LX phase is equal to 250 ms and both measurements with the illuminated light source 3 are performed consecutively. A determined wavelength is selected using the optical filter 5 placed upstream of the thermopile 4. The first measurement named in FIG. 3 Wave L 1 with the light source 3 turned on is then carried out and has a duration of 250 ms. The thermopile 4 is then subjected to a filtered residual light beam 30 causing a greater or lesser rise in the temperature of the hot spot of said thermopile 4 as a function of the quality of the fluid to be characterized. This rise in temperature of the hot spot causes a variation of the voltage across the thermopile 4. This voltage variation is then amplified by the first amplifier stage 8 and then filtered by the capacitor 9. The voltage variation is considered fast by relative to the potential variation of the ambient temperature, it does not undergo filtering of the high pass filter (capacitance 9) and is directly transmitted on the other side of the capacitor 9. The voltage of the node 10 is then modified and amplified by the second amplifier stage 11. The resulting signal is then via S Out injected after conversion in the microcontroller 7. This value representative of the voltage variation across the thermopile 4 is then processed according to a suitable method. It can either store a single point or an average of several points representative of the variation of the temperature sensed by the thermopile 4 before storing them in a register provided for this purpose or in a component that can perform this function data storage.
Une fois la première mesure avec la source de lumière 3 allumée effectuée le filtre optique 5 permute vers une seconde longueur d'onde de filtrage sélectionnée selon une stratégie déterminée. Le temps de commutation du filtre optique 5 est considéré très court au vu d'une période de mesure de la thermopile 4. Comme présenté sur la figure 3 la seconde mesure avec la source de lumière 3 allumée du train de mesures obéit aux mêmes règles et comportements que pour la première longueur d'onde décrite dans les paragraphes précédents. La valeur ainsi obtenue est ensuite stockée dans un registre du microcontrôleur 7 ou dans un composant électronique externe. Suite aux deux mesures avec la source de lumière 3 allumée celle-ci est 20 éteinte et une durée minimale nommée T Off d'une seconde est nécessaire pour s'affranchir de tout rayonnement lumineux résiduel. Le procédé de traitement est identique au procédé utilisé pour la première mesure avec la source de lumière 3 éteinte. Le train de mesures est constitué d'une mesure de référence avec la source de lumière 3 éteinte et de deux mesures avec la source de lumière 3 allumée, et 25 d'une phase d'extinction. Une interpolation linéaire du premier ordre à l'aide des deux points de références obtenus avec la source de lumière 3 éteinte peut être effectuée sur les deux points obtenus avec la source de lumière 3 allumée afin de s'affranchir de la variation potentielle de la température ambiante sur la mesure. La durée totale d'un train de mesures comportant deux mesures avec la 30 source de lumière 3 allumée est de 1,8 s comme présenté sur la figure 3. Une seconde mesure de référence avec la source de lumière 3 éteinte est ensuite réalisée et initie un second train de mesures identique au train de mesures qui vient d'être décrit avec toutefois des mesures effectuées à des longueurs d'onde différentes. 35 La caractérisation complète de la qualité d'un carburant prévoit généralement un balayage de soixante-seize longueurs d'ondes du spectre. Pour ce faire, sachant qu'un train de mesures est constitué de deux mesures avec la source de lumière 3 allumée à deux longueurs d'onde différentes grâce au filtre optique 5, il est nécessaire par conséquent d'effectuer trente-huit trains de mesures. Sachant qu'un train de mesures dure 1,8 s, la durée totale de caractérisation pour les soixante-seize longueurs d'onde sera donc de 68,4 s (à la place de 1,5 min selon le dispositif et procédé de l'art antérieur). Cependant, il est possible d'augmenter le nombre de périodes de mesure avec la source de lumière 3 allumée entre deux mesures de référence avec la source de lumière 3 éteinte. Ce nombre sera de préférence inférieur à cinq afin de diminuer l'influence de la température ambiante sur les mesures.After the first measurement with the light source 3 turned on, the optical filter 5 switches to a second selected filtering wavelength according to a determined strategy. The switching time of the optical filter 5 is considered very short in view of a measurement period of the thermopile 4. As shown in FIG. 3, the second measurement with the light source 3 on the measuring train obeys the same rules and behaviors only for the first wavelength described in the previous paragraphs. The value thus obtained is then stored in a register of the microcontroller 7 or in an external electronic component. Following the two measurements with the light source 3 turned on, the latter is extinguished and a minimum duration called T Off of one second is necessary to overcome any residual light radiation. The treatment method is identical to the method used for the first measurement with the light source 3 extinguished. The measurement train consists of a reference measurement with the light source 3 extinguished and two measurements with the light source 3 on, and an extinction phase. A first-order linear interpolation using the two reference points obtained with the light source 3 extinguished can be performed on the two points obtained with the light source 3 turned on in order to overcome the potential temperature variation. ambient on the measurement. The total duration of a measurement train comprising two measurements with the light source 3 turned on is 1.8 s as shown in FIG. 3. A second reference measurement with the extinguished light source 3 is then performed and initiated. a second measurement train identical to the measuring train just described, but with measurements made at different wavelengths. The complete characterization of the quality of a fuel generally provides for a scan of seventy-six wavelengths of the spectrum. To do this, knowing that a measurement train consists of two measurements with the light source 3 turned on at two different wavelengths thanks to the optical filter 5, it is therefore necessary to carry out thirty-eight sets of measurements. . Given that a measurement train lasts 1.8 s, the total duration of characterization for the seventy-six wavelengths will therefore be 68.4 s (instead of 1.5 min depending on the device and method of the device). prior art). However, it is possible to increase the number of measurement periods with the light source 3 turned on between two reference measurements with the light source 3 extinguished. This number will preferably be less than five in order to reduce the influence of the ambient temperature on the measurements.
Au delà de cinq mesures avec la source de lumière 3 allumée, la variation de la température risque de ne plus pouvoir être considérée comme linéaire et l'approximation effectuée n'est donc plus suffisante. Pour solutionner cette problématique une évolution du procédé illustré sur la figure 5 peut être envisagée. Il est prévu sur la figure 5 de n'avoir qu'un seul train de mesures pour balayer le spectre de soixante-seize longueurs d'ondes. Ce train de mesures comporte ici une première mesure de référence avec la source de lumière 3 éteinte nommée D Mes d'une durée au moins égale à 200 ms. Après allumage de la source de lumière 3, une durée de 200 ms nommée T On est nécessaire pour la stabilisation du faisceau lumineux émis par la source de lumière après ladite mesure effectuée avec la source de lumière 3 éteinte. Le train de mesures est constitué sur cette figure 5 de dix-neuf paquets de mesures. Un paquet de mesures est constitué d'une mesure de calibrage 1 Ref avec la source de lumière 3 allumée toujours effectuée avec la même longueur d'onde sélectionnée par le filtre optique 5 et de quatre mesures Wave L X avec la source de lumière 3 allumée à différentes longueurs d'onde sélectionnées par le filtre optique 5. Les méthodes et procédés de traitements des mesures provenant de la thermopile 4 sont identiques à celles décrites dans les paragraphes précédents. Le dispositif électronique 12 déjà explicité dans les paragraphes précédents est utilisé ici pour la régulation de la variation de la température ambiante lors 30 des mesures de calibrage. Pour ce faire, le principe de fonctionnement du dispositif électronique 12 est identique à celui déjà explicité dans les paragraphes précédents en référence à la figure 3 lors des mesures de référence avec la source de lumière 3 éteinte. Lors d'une mesure de calibrage, la source de lumière 3 émet un faisceau lumineux. Le filtre optique 5 est alors toujours positionné sur la même longueur d'onde. La 35 thermopile 4 est alors soumise à un faisceau lumineux filtré par le filtre optique 5 et génère en sa sortie un signal d'une valeur de l'ordre de la centaine de microvolts qui sera ensuite amplifié, filtré et régulé par le dispositif électronique 12.Beyond five measurements with the light source 3 turned on, the variation of the temperature may no longer be considered linear and the approximation performed is no longer sufficient. To solve this problem, an evolution of the process illustrated in FIG. 5 can be envisaged. It is intended in FIG. 5 to have only one set of measurements for scanning the spectrum of seventy-six wavelengths. This set of measurements here comprises a first reference measurement with the light source 3 extinguished named D Mes of a duration at least equal to 200 ms. After lighting of the light source 3, a duration of 200 ms named T On is necessary for the stabilization of the light beam emitted by the light source after said measurement made with the light source 3 extinguished. The measurement train is constituted in this FIG. 5 by nineteen measurement packages. A package of measurements consists of a calibration measurement 1 Ref with the 3 light source always on performed with the same wavelength selected by the optical filter 5 and four Wave LX measurements with the light source 3 turned on. different wavelengths selected by the optical filter 5. The methods and methods of processing the measurements from the thermopile 4 are identical to those described in the previous paragraphs. The electronic device 12 already explained in the preceding paragraphs is used here for regulating the variation of the ambient temperature during calibration measurements. To do this, the operating principle of the electronic device 12 is identical to that already explained in the preceding paragraphs with reference to FIG. 3 during reference measurements with the light source 3 extinguished. During a calibration measurement, the light source 3 emits a light beam. The optical filter 5 is then always positioned on the same wavelength. The thermopile 4 is then subjected to a light beam filtered by the optical filter 5 and generates at its output a signal with a value of the order of one hundred microvolts which will then be amplified, filtered and regulated by the electronic device 12 .
Un calcul par régression linéaire entres les valeurs de calibrage obtenues lors des mesures de calibrage effectuées avec la source de lumière 3 allumée pour chaque paquet de mesures est ensuite effectué. Ce calcul permet de prendre en considération la variation de la température ambiante sur chaque paquet de mesures. Il est ainsi possible dans cette variante du procédé selon l'invention de supprimer de nombreux temps d'allumage et d'extinction de la source de lumière 3. Grâce à un tel procédé, un spectre de soixante-seize longueurs d'ondes peut être caractérisé en moins de 30 s (à la place de 1,5 min selon le dispositif et procédé de l'art antérieur). On appréciera que l'invention n'est pas limitée par le type et le nombre d'étages amplificateur. Egalement, la forme de réalisation du ou des étages amplificateurs montrés à la figure 2 n'est qu'un exemple non limitatif. Ces étages amplificateurs peuvent comprendre chacun un autre type d'amplificateur opérationnel ou ils peuvent être réalisés à l'aide de circuits électroniques permettant de telles amplification comme par exemple à l'aide de transistors de puissances. Ils peuvent aussi comprendre un assemblage de tels transistors, avec éventuellement d'autres composants tels que des résistances, condensateurs, etc. La description ci-dessus a été donnée à titre illustratif seulement, et n'est pas limitative de la portée de l'invention. Toute variante de réalisation techniquement envisageable peut être préférée aux modes de réalisation décrits.A linear regression calculation between the calibration values obtained during the calibration measurements made with the light source 3 turned on for each measurement packet is then carried out. This calculation makes it possible to take into consideration the variation of the ambient temperature on each measurement packet. It is thus possible in this variant of the method according to the invention to eliminate many ignition and extinction times of the light source 3. By means of such a method, a spectrum of seventy-six wavelengths can be characterized in less than 30 s (instead of 1.5 min according to the device and method of the prior art). It will be appreciated that the invention is not limited by the type and number of amplifier stages. Also, the embodiment of the amplifying stage or stages shown in FIG. 2 is only a non-limiting example. These amplifier stages may each comprise another type of operational amplifier or they may be made using electronic circuits for such amplification as for example using power transistors. They may also include an assembly of such transistors, possibly with other components such as resistors, capacitors, etc. The above description has been given for illustrative purposes only, and is not limiting of the scope of the invention. Any technically feasible variant embodiment may be preferred to the embodiments described.
De même, les valeurs des coefficients d'amplification ne sont pas limitées aux exemples donnés ici à titre purement illustratif, et peuvent être de toutes autres valeurs du fait du système de réalisation.Similarly, the values of the amplification coefficients are not limited to the examples given here for purely illustrative purposes, and may be of any other value because of the embodiment system.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1356181A FR3007856B1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1356181A FR3007856B1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3007856A1 true FR3007856A1 (en) | 2015-01-02 |
| FR3007856B1 FR3007856B1 (en) | 2016-09-16 |
Family
ID=49876729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1356181A Active FR3007856B1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3007856B1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2115808A5 (en) * | 1970-11-24 | 1972-07-07 | Ibm | |
| US5606277A (en) * | 1995-06-23 | 1997-02-25 | Linear Technology Corporation | AC coupling loops for current-to-voltage transimpedance amplifiers and methods of using same |
| JP2003234948A (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Shaking image preventing device |
| EP2302341A2 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-30 | Societe Francaise De Detecteurs, Infrarouges- Sofradir | Detection circuit with improved anti-blooming circuit |
| US20110260041A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Satoshi Machida | Illuminance sensor |
| EP2549248A2 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | Niles Co., Ltd. | Rain drop detection device having a state detecting unit |
| CN202930110U (en) * | 2012-11-23 | 2013-05-08 | 上海华群实业股份有限公司 | Cable electronic nameplate device having adaptive brightness function |
-
2013
- 2013-06-27 FR FR1356181A patent/FR3007856B1/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2115808A5 (en) * | 1970-11-24 | 1972-07-07 | Ibm | |
| US5606277A (en) * | 1995-06-23 | 1997-02-25 | Linear Technology Corporation | AC coupling loops for current-to-voltage transimpedance amplifiers and methods of using same |
| JP2003234948A (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Shaking image preventing device |
| EP2302341A2 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-30 | Societe Francaise De Detecteurs, Infrarouges- Sofradir | Detection circuit with improved anti-blooming circuit |
| US20110260041A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Satoshi Machida | Illuminance sensor |
| EP2549248A2 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | Niles Co., Ltd. | Rain drop detection device having a state detecting unit |
| CN202930110U (en) * | 2012-11-23 | 2013-05-08 | 上海华群实业股份有限公司 | Cable electronic nameplate device having adaptive brightness function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3007856B1 (en) | 2016-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1916762B1 (en) | Quartz oscillator with amplitude control and an extended temperature range. | |
| FR2820506A1 (en) | METHOD FOR MEASURING CAPACITOR CAPACITY | |
| FR2896656A1 (en) | Tube lighting circuit for e.g. mercury-less discharge tube, has detecting circuit coupled to direct current/direct current converting circuit, for producing detection signal in response to output voltage of converting circuit | |
| FR2913297A1 (en) | Radio frequency plasma generator controlling method for automotive ignition application, involves regulating parameter based on received signals in real time to promoting ramification of generated spark | |
| FR2879072A1 (en) | DISCHARGE LAMP IGNITION CIRCUIT, CONTROL BASED ON TEMPERATURE AND SUPPLY VOLTAGE | |
| EP2458849B1 (en) | Correlated double sampling detection circuit with an improved anti-blooming circuit | |
| FR2977077A1 (en) | DELAY GENERATOR USING PROGRAMMABLE RESISTANCE BASED ON PHASE CHANGE MATERIAL | |
| FR2824229A1 (en) | DISCHARGE LAMP IGNITION CIRCUIT, ESPECIALLY FOR AUTOMOTIVE LAMP | |
| EP2600125A1 (en) | Radiation-detection device with improved illumination range | |
| FR3007856A1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING A SIGNAL FROM A THERMOPILE AND ASSOCIATED METHOD | |
| EP0915540B1 (en) | Integrated light emitting device comprising at least a laser section and a modulation section | |
| EP2888815A1 (en) | Analogue amplification device intended in particular for a laser anemometer | |
| FR3071924A1 (en) | METHOD FOR DETECTING AMBIENT LUMINOSITY LEVEL, AND CORRESPONDING SENSOR | |
| EP1211888B1 (en) | Infrared radiation-detecting device | |
| FR2927420A1 (en) | PRESSURE MEASURING DEVICE AND CORRESPONDING METHOD | |
| FR2908184A1 (en) | Pressure sensor for cylinder of internal combustion engine, has filter eliminating low frequency components of voltage signal, and neutralizing unit neutralizing filter when shift frequency of pressure is lower than frequency threshold | |
| FR2596862A1 (en) | OCCULTATION DETECTOR FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF A GAS, IN PARTICULAR A SMOKE DETECTOR | |
| FR2987074A1 (en) | Method for measuring leak level of particle filter in gaseous exhaust circuit of internal combustion engine of car, involves estimating soot concentration in exhaust gas flow and leak level of filter from variation of resistance of sensor | |
| FR3090257A1 (en) | Image capture method suitable for scintillating light sources and image sensor | |
| EP3887801B1 (en) | Gas sensor comprising a pulsed light source | |
| FR2991451A1 (en) | Method for processing signal of pressure measurement device in internal combustion engine, involves applying adjustable gain as predetermined function, so that adjustable gain reaches maximum value equal to nominal gain value | |
| FR2941779A1 (en) | Light rays detection circuit, has electronic switches respectively connected between reference voltage and primary and secondary terminals of capacitor, and control unit to control switches | |
| FR3043733B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MANAGING A SET OF INCANDESCENT CANDLES | |
| WO2020007517A1 (en) | Method for analysing a fluid of a motor vehicle using an optical sensor | |
| WO2023275332A1 (en) | Pulsed lidar with semiconductor optical amplifier controlled by a modulated signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| TP | Transmission of property |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES, DE Effective date: 20210309 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
| CA | Change of address |
Effective date: 20220103 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |